在智能制造挑戰(zhàn)賽中提高學(xué)生編程能力的教改探討

黃俊 羅力恒 林健榮

智能制造挑戰(zhàn)賽是由教育部高等學(xué)校自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、西門(mén)子（中國(guó)）有限公司和中國(guó)仿真學(xué)會(huì)聯(lián)合主辦的，是國(guó)家級(jí)A類(lèi)競(jìng)賽。自2006年發(fā)展至今，每年都會(huì)吸引一批全國(guó)自動(dòng)化及機(jī)電一體化等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生參賽，已經(jīng)成為目前國(guó)內(nèi)工業(yè)自動(dòng)化工程領(lǐng)域規(guī)模最大的學(xué)生類(lèi)競(jìng)賽。

中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽開(kāi)創(chuàng)了一種全新的競(jìng)賽模式，其中針對(duì)工程應(yīng)用與設(shè)計(jì)類(lèi)賽項(xiàng)，從工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際需求抽象成一個(gè)工程項(xiàng)目作為競(jìng)賽的對(duì)象。參賽隊(duì)伍要運(yùn)用智能技術(shù)，兼顧節(jié)能、高效等優(yōu)化目標(biāo)，最終以性能指標(biāo)的完成情況決定名次，這就要求學(xué)生具有很強(qiáng)的編程能力。但是，智能制造挑戰(zhàn)賽是一種難度較大的編程類(lèi)競(jìng)賽，其具有集成度高、涉及面廣等要求。對(duì)于本科院校而言，編程能力只有少數(shù)優(yōu)等生能駕馭嫻熟，普通學(xué)生參與難度較大。因此，將智能制造挑戰(zhàn)賽的模式有效運(yùn)用在日常編程教學(xué)中，與創(chuàng)新能力、實(shí)踐技能和人才培養(yǎng)相結(jié)合，在全面提高相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力與編程能力方面是有意義的。

一、學(xué)生編程能力的現(xiàn)狀分析

首先，學(xué)生對(duì)實(shí)際背景認(rèn)知缺失，書(shū)本理論知識(shí)過(guò)于抽象。在學(xué)生時(shí)代，優(yōu)秀學(xué)生的典型標(biāo)志之一就是理論成績(jī)很好，造成學(xué)生對(duì)實(shí)際背景認(rèn)知缺失，這使得學(xué)生對(duì)編程的學(xué)習(xí)很難與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。

其次，很多學(xué)生對(duì)編程學(xué)習(xí)的興趣呈反比例曲線，原因之一就是沒(méi)有形成廣泛的閱讀習(xí)慣。很多人對(duì)編程的理解是面對(duì)電腦寫(xiě)代碼，實(shí)則不然，寫(xiě)代碼只是編程中的一部分，還有一部分就是需要廣泛的閱讀，當(dāng)缺乏廣泛的閱讀時(shí)，學(xué)生對(duì)編程的興趣就會(huì)逐漸丟失。

最后，具有實(shí)際工程背景編程的訓(xùn)練相對(duì)較少，教學(xué)方式整體呈現(xiàn)單一化。目前，大部分針對(duì)學(xué)生課后編程的練習(xí)題目往往都來(lái)源于書(shū)本教材，這樣的分類(lèi)使得學(xué)生只能單純地為了學(xué)習(xí)某門(mén)課程而編程，和實(shí)際背景應(yīng)用完全脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)一知半解，基本上無(wú)法讓學(xué)生從中領(lǐng)會(huì)到算法的實(shí)際用途。

二、結(jié)合智能制造挑戰(zhàn)賽的教學(xué)改革

大部分院校都會(huì)開(kāi)設(shè)編程課程，然而實(shí)際教學(xué)成果較低。為了更好地提高學(xué)生的編程能力與專(zhuān)業(yè)素質(zhì)，教師可以結(jié)合智能制造挑戰(zhàn)賽綜合進(jìn)行教學(xué)改革。

第一，教師要以宣傳為向?qū)?，興趣為支撐，積極帶動(dòng)學(xué)生自愿加入、自主學(xué)習(xí)。目前，院校設(shè)立了專(zhuān)項(xiàng)課外科研資金，為學(xué)生參加智能制造挑戰(zhàn)賽及其相關(guān)培訓(xùn)提供了保障。在參與智能制造挑戰(zhàn)賽前，大部分學(xué)生幾乎沒(méi)有參加過(guò)與編程有關(guān)的活動(dòng)。這就要求院校提供相應(yīng)的宣傳支持，讓更多的學(xué)生知道這項(xiàng)活動(dòng)的參與方式和好處，從課上被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)檎n下主動(dòng)自學(xué)。

第二，教師要組織優(yōu)秀的競(jìng)賽隊(duì)伍參加比賽，用比賽成果展現(xiàn)榜樣力量。有的學(xué)生因?yàn)榈貌坏嚼硐氲男Ч?，或者是失去?dāng)初的動(dòng)力等原因，無(wú)法繼續(xù)堅(jiān)持，所以教師應(yīng)選拔優(yōu)秀的學(xué)生參加省賽、國(guó)賽，在很大程度上能確保得獎(jiǎng)，并給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)。這樣能讓參賽的學(xué)生看到努力的希望和目標(biāo)，也能夠吸引更多優(yōu)秀的學(xué)生積極參與，使課外競(jìng)賽得到更好的良性發(fā)展。

第三，教師要逐步改進(jìn)與編程相關(guān)的課程的教研方法。智能制造挑戰(zhàn)賽在激發(fā)學(xué)生的編程興趣、提高學(xué)生的編程能力等方面效果明顯。在面對(duì)實(shí)際問(wèn)題時(shí)，學(xué)生能夠自主選擇采用何種方法解決問(wèn)題。

三、結(jié)語(yǔ)

教育改革重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)精神，所以各大院校要結(jié)合智能制造挑戰(zhàn)賽，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)能力，將競(jìng)賽與課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，努力提升學(xué)生的編程能力，為培養(yǎng)符合市場(chǎng)需求的人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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※本文系項(xiàng)目資助：教育部卓越工程師計(jì)劃項(xiàng)目-電氣工程及其自動(dòng)化;蘇州大學(xué)一流本科專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目-電氣工程及其自動(dòng)化;江蘇省一流本科專(zhuān)業(yè)-電氣工程及其自動(dòng)化。

（作者單位：蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）